Wiley жаңартылатын энергия
жүктеу/скачать 4,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| Кесте 9.5 Өнеркәсіптік масштабтағы ацетон-бутанол-спиртті ашыту.
Микроағза Clostridium acetobutylicum Clostridium beijerinckii Шикізат – бастапқы мөлшері Жүгері суслосы – 8% салмақ/көлемі Астық, маниок, картоп тәрізді, крахмалдан шикізат – 8-10% салмақ/көлемі Қызылша тамыры сірнесі – 5 - 7.5% салмақ/көлемі Ашытқы 25 – 26% құрғақ салмақты жүгері баламасы негізінде 35 -37% крахмал Ферменттеу мезгілі 30 – 60 сағат Өндірілген зат/ Еріткіштердің ара қатынасы Ацетон: Бутанол: Этанол – 3:6:1 CO2: H2 – 60:40 171 Ферментация түрлері/ сыйымдылық Периодтық ферментация – 90 - 750 м3 Ағысы ферментация кезі – 1000 - 2000 м3 Ортаның pH ферментация процессінде маңызды роль атқарады. Қышқыл өндіру кезеңінде сірке және май қышқылдарының тез түзілуі рН төмендеуіне әкеледі. Тұздану pH сыни межесіне жеткен кезде басталады, осыдан кейін қышқылдар қайтадан сіңдіріледі де бутанол мен ацетон түзіледі. Сондықтан, еріткіш өндіру үшін, төменгі дәрежедегі pH қажетті талап екендігін жеңіл түсінуге болады. Субстраттың басқадай концентратын таңдамас бұрын, бутанолдың соңғы концентраты 13г/л артық болуы екіталай екендігін түсіну маңызды, себебі өте төмен концентратта бутанол биожүйе үшін өте улы, нәтижесінде клостридий өсіру кезінде еріткіш өндіру қасиетін жоғалтуы м үмкін деген басқадай тұжырымдар бар. Бұл дегенерация құбылысының C. acetobutylicum мегаплазмидалардың pSOL1 жоғалуымен байланысты екендігі анықталды [49]. Ластану қаупінің төмендігі мен қызмет көрсетудегі жеңілдіктің арқасында, биотехнологиялық өндірісте мерзімдік қозғалыстағы реакторлар әдетте қолайлы. Алайда, лаг-фазаның ұзақтығы мен өнімнің баяулату салдарынан мерзімдік қозғалыстағы реакторларда өнімділік төмен. Лаг-фазаны жою үшін үздіксіз қозғалыстағы реакторларды қолдануға болады. Үздіксіз қозғалыстағы реакторларды орнату сонымен қатар еріткіштің жиналуына және клеткаларды баяулатуға жол бермейді, сондықтан реактордағы еріткіштер концентрациясы 6 г/л жоғарыламайды, бактериялардың тұрақтылық деңгейінен алыс. Өнімді in situ жою жүйесімен біріктірілген, мерзімді жүктеме реакторы, өнімді баяулату мәселесін шешуде әбден тиімді болып шықты. Мысалы, ферментті газдарды толықтырумен C. beijerinckii BA101, H 2 және CO 2 газ-нұсқасы ретінде пайдаланумен, айдаудағы өнімдерді рекуперациялау біріктірілген жүйесінде еріткіш өндірімділігі мерзімді ферментацияның қадағалау өнімділігінен 400%-ға дейін жақсарды [50]. Сонымен қатар, өндірімділікті көбейту мақсатында, талшықты қабатты реактор мен клеткалық циклды реактор бутанол өндірісінде де қолданылады. Талшықты қабатты реактор, негізінде, клеткалары, мақта талшығы сияқты, орамдағы талшықтан иммобилизиацияланған, иммобилизацияланған қабатты реакторды білдіреді. Талшықтар бағыты реактордың ішіндегілері жоғары ағатын, көп каналдарды тудырады. Жаңа орта реакторға үнемі беріліп тұрады, ал әншейінде жасушалардың өсуін баяулататын еріткіштер, үнемі жойылып отырады. Бұл биореактор сондай-ақ өзі жаңарады, бір жасуша өледі, оның орнына қоректік заттардың тұрақты қорының арқасында көп жасушалар өседі. Сондықтан, иммобилизация кезінде талшық бетіне алғашқы егілген биомасса жабысқан кезден-ақ, жаңа жасушаларды енгізудің қажеті жоқ, Биореакторда үлкен бу кеңістігі, сонымен қатар бетінің ауданы үлкен, жасушалардың жоғары тығыздығын (40–100 г/л) әрі үлкен өнімділікті қамтамасыз етеді, әлдеқайда тез реакцияға әкеледі. Бұл реактордың құрылымы мынадай, өлі жасушалар ыдыстың төменгі бөлігіне түседі, ал процесс барысында түзілген газдар (CO 2 и H 2 ), реактордың ішіндегілерді араластыра отырып, каналдар арқылы тез ағылады. Бұл реактордың ең үлкен артықшылығы, ол бір жыл бойы ешқандай техникалық қызметсіз немесе дәйекті өңдеусіз, үздіксіз жұмыс істей алады [51]. Жасуша циклының мембранды реакторларында қуыс талшықты ультрафильтр ағынды ашыту кезінде жасушаларды қайта өңдеу және бөлу үшін қолданылады [52]. Бұл биореактордың көмегімен еріткіштің өндірімділігін 0,5 ч-1 сұйылту жылдамдығымен 6,5 г/л/ч жеткізуге болады. Бұл жүйенің негізгі кедергісі мембрананың ферментті сорпамен ластануы. Соған қарамастан, бұл мәселені иммобильденген жасуша жүйесін пайдалана отырып, ферментті сорпаны ғана сүзуге мүмкіндік беріп шешуге болады [53]. жүктеу/скачать 4,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|